По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 629.423.31

Оценка тепловых параметров частотно-управляемых асинхронных тяговых электродвигателей при питании от несимметричных источников

Иксар Е. В. ст. преподаватель, Ташкентский государственный транспортный университет, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Гуламов Х. М. студент, Ташкентский государственный транспортный университет, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Мухаммадиев У. В. студент, Ташкентский государственный транспортный университет, г. Ташкент, Республика Узбекистан

В статье рассмотрены методы расчета нагрева асинхронного тягового двигателя с учетом режимов работы и тяговой характеристики. Приведены методы расчета двигателя, работающего в тяговом режиме. По экспертным оценкам, значительная доля выходов из строя асинхронных тяговых двигателей связана с перегревом обмоток статора. Перегрев имеет место при нарушении эксплуатационных режимов работы. Правильная оценка теплового состояния тяговых асинхронных электродвигателей АТД повысит энергетические показатели магистральных электровозов, а также позволит своевременно предотвратить аварийные ситуации.

Литература:

1. Metelkov V.P. On an estimate of the rotor winding temperature at start-up of high-voltage induction motor / A.M. Ziuzev, V.P. Metelkov // Proc. 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM 2017). – Saint-Petersburg, Russia, 16– 19 May 2017. – 8076308. 0,55 п. л. / 0,30 п. л. (Scopus).

2. Бурханходжаев А.М., Бердиев У.Т., Каримов Р.Ч., Иксар Е.В. Программа минимума электрических потерь мощности в асинхронном тяговом двигателе магистральных локомотивов // Электропроивод, электротехнологии и электрооборудование предприятий. Сборник научных трудов V Международной научно-технической конференции. – 2020. – С. 45–48.

3. Бурханходжаев А.М., Иксар Е.В., Жураева К.К. Алгоритм снижения электрических потерь в тяговом асинхронном приводе // Международная научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы инновационной техники и технологий в аграрном-пищевом секторе». – Ташкент, 2020.

4. Оценка влияния колебаний нагрузки на ресурс изоляции асинхронных двигателей / И.Я. Браславский, В.П. Метельков, Д.В. Есаулкова, А.В. Костылев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». – 2018. – Т. 18, № 3. – С. 81–87.

5. Iksar E., Idriskhodjaeva M. An algoritm for controlling a tracsion asynchronous drive that minimizes electrical power losses E3S Web Conferences 216. 01107 (2020) RSES 2020.

6. Karimov R.Ch., Usmonov K.K., Iksar E. Program for calculating the minimum electrical power Ioss in an asynchronous traction engine of mainline lokomotives // International Journal of Advanced Science and Technology. – 2020. – Vol. 29, N 11s. – Рp. 1416–1422.

7. Bedritskiy I.M., Jurayeva K.K. Estimation of Errors in Calculations of Coils with Ferromagnetic Core. 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2020, Sochi, 10.1109/ICIEAM48468.2020.

Нагрев тягового асинхронного двигателя зависит от режима его работы и величины нагрузки. В статье предлагается методика оценки нагрева асинхронного двигателя, работающего в тяговом режиме от частотного преобразователя. Приведены расчеты нагрева АТД. Отличие данной методики в том, что при расчете учитывается влияние на тепловое состояние при питании двигателя от преобразователя частоты с автономным инвертором, а также влияние на тепловое состояние двигателя дополнительных потерь от высших гармоник тока и магнитного потока. Нагрев двигателя на начальном участке тяговой характеристики отличается от теплообмена в установившемся режиме. Для обмотки ротора в этом режиме имеет место дополнительный поток охлаждающего воздуха через воздушный зазор в отличие от направления охлаждающего воздуха в режиме холостого хода [1]. Мощность тепловыделения уменьшается в режиме холостого хода и резко увеличивается при тяге в соответствии с тяговой характеристикой. Колебания температуры нагрева связаны с дополнительными электрическими и магнитными потерями от высших гармоник питающего тока. При питании двигателя от автономного инвертора форма напряжения имеет ступенчатый характер, что приводит к возникновению вихревых токов и, как следствие, перегреву отдельных узлов [2]. При частотном регулировании тягового асинхронного двигателя возникают добавочные потери в статорной обмотке, это происходит от воздействия высших гармоник, от магнитных потерь в статоре двигателя, а также магнитного потока, создаваемого за счет ступенчатой формы питающего напряжения. Все эти факторы приводят к существенному искажению температурных полей. При этом за счет добавочных полей происходит изменение соотношения потерь мощности отдельных элементов конструкции. Увеличение нагрева за счет потерь мощности при питании напряжения, отличающимся от синусоидальной, приводит к увеличению потерь на 29%. В тяговом режиме у локомотивов с асинхронным приводом повышается вероятность перегрева всех элементов конструкции. Размах колебаний температуры ограничивается дополнительными электрическими и магнитными потерями от высших гармоник питающего тока. Последствием перегрева являются: пробои изоляции обмоток, межвитковые замыкания в обмотках статора, ускоренное старение изоляции, что приводит к сокращению срока службы [3, 4]. Перегрев АТД происходит также при работе двигателя в режимах холостого хода, тяги и тормозных режимах.

Для Цитирования:
Иксар Е. В., Гуламов Х. М., Мухаммадиев У. В., Оценка тепловых параметров частотно-управляемых асинхронных тяговых электродвигателей при питании от несимметричных источников. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2022;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: